ELECTRONICA – Circuite serie ( Gruparea în serie a rezistoarelor)

Un circuit electric este o combinație de un număr de surse și consumatori conectate într-o manieră oarecare. Circuitul electric poate fi simpli, un circuit constând dintr-un bec și o baterie, sau poate fi complex, un circuit dintr-un televizor sau calculator. Oricât de complex sau complicat ar fi circuitul acesta se supune unor reguli simple într-o manieră predictibilă. Odată ce regulile sunt înțelese bine orice circuit poate fi analizat.

Toate circuitele electrice/electronice îți obțin energia de la o sursă de curent continuu ( D.C.) sau de la o sursă de curent alternativ ( A.C ). Pornind de la această afirmație putem spune că avem două feluri de circuite: de curent alternativ și de curent continuu , asta din punct de vedere al sursei de alimentare. Între ele sunt diferențe fundamentale dar legile, teoremele și regulile pe care le știm pentru circuite de curent alternativ ( A.C ) sunt valabile și pentru circuite de curent continuu ( D.C ).

Circuite serie

Două elemente sunt în serie dacă sunt conectate într-un singur punct. Un circuit serie este construit din conectarea diverselor elemente de circuit în serie ca în figura următoare:

În acest circuit curentul I părăsește terminalul + ( plus ) al sursei  E, trece prin rezistoarele R1,2,3 și se întoarce la terminalul – (minus ) al sursei E.

În circuitul din figura alăturată se observă că sursa de tensiune este legată în serie cu R1 , R1  este în serie cu R2 , R2 este în serie cu R3 , R3 este în serie cu E. Examinând mai atent acest circuit observăm că I ( curentul ) nu părăsește această conexiune, rezultând următoarea observație :

Într-un circuit serie curentul este același în orice punct.

Gruparea rezistoarelor în serie

Aproape orice circuit mai complicat se poate simplifica. Vom analiza cum putem simplifica un circuit constând dintr-o sursă de tensiune în serie cu câțiva rezistori.

Două sau mai multe rezistoare sunt conectate în serie dacă sunt plasate pe aceiași ramură de rețea iar între ele nu sunt noduri de rețea.Am văzut în capitolele precedente câteva legi și anume Kirchhoff și Ohm.
În figura noastră de mai sus, avem un circuit închis în care sursa de tensiune va genera un curent I prin întreg circuit. Acest curent în schimb va produce o cădere de tensiune pe fiecare rezistor în parte.
Aplicând teorema lui Kirchhoff ( teorema căderilor de tensiune ) vom avea :

E=V_{1}+V_{2}+V_{3} =I\times R_{1}+I\times R_{2}+I\times R_{3} =I(R_{1}+R_{2}+R_{3})

Dacă substituim R_{1}+R_{2}+R_{3}=R_{T}R_{T}=rezistența echivalentă, schema se va transforma în :
Aplicând lege lui Ohm: E=I\times R_{T}

De aici tragem concluzia că: rezistența totală echivalentă a n rezistoare legate în serie este:

R_{T}=R_{1}+R_{2}+R_{3}+.....+R_{n} [\Omega]

Dacă cele n rezistoare au aceeași valoare:

R_{T}=n\times R

R_{T}=R_{1}+R_{2}+......+R_{n}

Exemplu : Determinați rezistența totală pentru următoarele figuri:

\inline a. R_{T}=R_{1}+R_{2}+R_{3}+R_{4}=5+10+20+15=50 \Omega

b. R_{T}=n\times R=4\times 10k\Omega =40k\Omega

Exemplu:  Să luăm următoarea schem

– rezistența serie echivalentă este: R_{T}=R_{1}+R_{2}+R_{3}=9k\Omega

  • căderea de tensiune pe fiecare rezistor conectat în serie se supune legii lui Ohm:

V_{1}=R_{1}\times I=1k\Omega \times 1mA=1V

V_{2}=R_{2}\times I = 2k\Omega \times 1mA = 2V

V_{3}=R_{3}\times I = 6k\Omega \times 1mA = 6V

  • observăm că suma căderilor de tensiune de pe fiecare rezistor este egală cu valoarea sursei de tensiune E = 9V

OBS!!!! Tensiunea totală într-un circuit serie este suma căderilor de tensiune de pe fiecare element din acest circuit:

V_{Total}=V_{R_{1}}+V_{R_{2}}+.....+V_{R_{n}}

Rețeaua serie de rezistori poate fi asociată cu ” divizorul de tensiune ”, deoarece într-un circuit serie de n rezistori vom avea n căderi de tensiune diferite pe fiecare rezistor în timp ce curentul va fi același.

  • Puterea disipată de fiecare rezistor este:

P_{1}=V_{1}\times I=\frac{V_{1}^{2}}{R_{1}}=I^{2}\times R_{1}=1mW

P_{2}=V_{2}\times I=\frac{V_{2}^{2}}{R_{2}}=I^{2}\times R_{3}=2mW

P_{3}=V_{3}\times I=\frac{V_{3}^{2}}{R_{3}}=I^{2}\times R_{3}=6mW

  • Puterea debitată de sursa de tensiune :P_{E}=E\times I=9V\times 1mA=9mW

Puterea livrată de sursa de tensiune este egală cu suma puterilor disipată de fiecare rezistor: 

P_{T}=P_{R_{1}}+P_{R_{2}}+......+P_{R_{n}}

Mai jos este prezentat intreg documentul in format pdf incluzând mai multe exemple:

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *